RU2810594C2 - Наночастицы ферритина, содержащие химиотерапевтическое средство - Google Patents
Наночастицы ферритина, содержащие химиотерапевтическое средство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2810594C2 RU2810594C2 RU2021115084A RU2021115084A RU2810594C2 RU 2810594 C2 RU2810594 C2 RU 2810594C2 RU 2021115084 A RU2021115084 A RU 2021115084A RU 2021115084 A RU2021115084 A RU 2021115084A RU 2810594 C2 RU2810594 C2 RU 2810594C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dox
- cancer
- hfn
- ferritin
- cells
- Prior art date
Links
- 108050000784 Ferritin Proteins 0.000 title claims abstract description 57
- 102000008857 Ferritin Human genes 0.000 title claims abstract description 56
- 238000008416 Ferritin Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 229940127089 cytotoxic agent Drugs 0.000 title claims abstract description 32
- AOJJSUZBOXZQNB-TZSSRYMLSA-N Doxorubicin Chemical compound O([C@H]1C[C@@](O)(CC=2C(O)=C3C(=O)C=4C=CC=C(C=4C(=O)C3=C(O)C=21)OC)C(=O)CO)[C@H]1C[C@H](N)[C@H](O)[C@H](C)O1 AOJJSUZBOXZQNB-TZSSRYMLSA-N 0.000 claims abstract description 168
- 229960004679 doxorubicin Drugs 0.000 claims abstract description 83
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims abstract description 60
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 claims abstract description 34
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 claims abstract description 15
- 206010048610 Cardiotoxicity Diseases 0.000 claims abstract description 13
- 231100000259 cardiotoxicity Toxicity 0.000 claims abstract description 13
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 claims description 22
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 claims description 22
- 208000031261 Acute myeloid leukaemia Diseases 0.000 claims description 9
- 208000033776 Myeloid Acute Leukemia Diseases 0.000 claims description 6
- 208000024893 Acute lymphoblastic leukemia Diseases 0.000 claims description 3
- 206010005003 Bladder cancer Diseases 0.000 claims description 3
- 208000017604 Hodgkin disease Diseases 0.000 claims description 3
- 208000021519 Hodgkin lymphoma Diseases 0.000 claims description 3
- 208000010747 Hodgkins lymphoma Diseases 0.000 claims description 3
- 206010058467 Lung neoplasm malignant Diseases 0.000 claims description 3
- 206010029260 Neuroblastoma Diseases 0.000 claims description 3
- 208000015914 Non-Hodgkin lymphomas Diseases 0.000 claims description 3
- 206010033128 Ovarian cancer Diseases 0.000 claims description 3
- 206010061535 Ovarian neoplasm Diseases 0.000 claims description 3
- 206010039491 Sarcoma Diseases 0.000 claims description 3
- 208000005718 Stomach Neoplasms Diseases 0.000 claims description 3
- 208000024770 Thyroid neoplasm Diseases 0.000 claims description 3
- 208000007097 Urinary Bladder Neoplasms Diseases 0.000 claims description 3
- 208000008383 Wilms tumor Diseases 0.000 claims description 3
- 206010006007 bone sarcoma Diseases 0.000 claims description 3
- 206010017758 gastric cancer Diseases 0.000 claims description 3
- 208000032839 leukemia Diseases 0.000 claims description 3
- 201000005202 lung cancer Diseases 0.000 claims description 3
- 208000020816 lung neoplasm Diseases 0.000 claims description 3
- 201000008026 nephroblastoma Diseases 0.000 claims description 3
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 claims description 3
- 201000011549 stomach cancer Diseases 0.000 claims description 3
- 201000002510 thyroid cancer Diseases 0.000 claims description 3
- 201000005112 urinary bladder cancer Diseases 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 238000011275 oncology therapy Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 102000000546 Apoferritins Human genes 0.000 description 45
- 108010002084 Apoferritins Proteins 0.000 description 45
- 210000001744 T-lymphocyte Anatomy 0.000 description 36
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 35
- 102100026144 Transferrin receptor protein 1 Human genes 0.000 description 16
- 210000003819 peripheral blood mononuclear cell Anatomy 0.000 description 14
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 13
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 11
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 10
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 10
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 8
- 206010038111 Recurrent cancer Diseases 0.000 description 8
- HPZOOQSXPMEJBV-ODCFVKFUSA-N Tirilazad mesylate Chemical compound CS(O)(=O)=O.O=C([C@@H]1[C@@]2(C)CC=C3[C@@]4(C)C=CC(=O)C=C4CC[C@H]3[C@@H]2C[C@H]1C)CN(CC1)CCN1C(N=1)=CC(N2CCCC2)=NC=1N1CCCC1 HPZOOQSXPMEJBV-ODCFVKFUSA-N 0.000 description 8
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 8
- 230000001093 anti-cancer Effects 0.000 description 7
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 7
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 6
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 101001012157 Homo sapiens Receptor tyrosine-protein kinase erbB-2 Proteins 0.000 description 5
- 102100030086 Receptor tyrosine-protein kinase erbB-2 Human genes 0.000 description 5
- 108010033576 Transferrin Receptors Proteins 0.000 description 5
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 5
- 229940045799 anthracyclines and related substance Drugs 0.000 description 5
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 5
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000002438 mitochondrial effect Effects 0.000 description 5
- 229940068196 placebo Drugs 0.000 description 5
- 239000000902 placebo Substances 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 5
- VDABVNMGKGUPEY-UHFFFAOYSA-N 6-carboxyfluorescein succinimidyl ester Chemical compound C=1C(O)=CC=C2C=1OC1=CC(O)=CC=C1C2(C1=C2)OC(=O)C1=CC=C2C(=O)ON1C(=O)CCC1=O VDABVNMGKGUPEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 206010027476 Metastases Diseases 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 4
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 4
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 4
- 238000009566 cancer vaccine Methods 0.000 description 4
- 229940022399 cancer vaccine Drugs 0.000 description 4
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 4
- 210000001163 endosome Anatomy 0.000 description 4
- 238000000684 flow cytometry Methods 0.000 description 4
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 4
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 4
- 230000009401 metastasis Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 4
- 210000003171 tumor-infiltrating lymphocyte Anatomy 0.000 description 4
- 108010062580 Concanavalin A Proteins 0.000 description 3
- 206010018910 Haemolysis Diseases 0.000 description 3
- UBQYURCVBFRUQT-UHFFFAOYSA-N N-benzoyl-Ferrioxamine B Chemical compound CC(=O)N(O)CCCCCNC(=O)CCC(=O)N(O)CCCCCNC(=O)CCC(=O)N(O)CCCCCN UBQYURCVBFRUQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 3
- 230000005809 anti-tumor immunity Effects 0.000 description 3
- 210000000612 antigen-presenting cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 3
- 230000004611 cancer cell death Effects 0.000 description 3
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 3
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 3
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 3
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 3
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 3
- 210000002216 heart Anatomy 0.000 description 3
- 230000008588 hemolysis Effects 0.000 description 3
- 210000002865 immune cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000002163 immunogen Effects 0.000 description 3
- 230000006054 immunological memory Effects 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 3
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 3
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 3
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 description 3
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 3
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 3
- 229960000575 trastuzumab Drugs 0.000 description 3
- 230000004614 tumor growth Effects 0.000 description 3
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 3
- 238000002255 vaccination Methods 0.000 description 3
- MZOFCQQQCNRIBI-VMXHOPILSA-N (3s)-4-[[(2s)-1-[[(2s)-1-[[(1s)-1-carboxy-2-hydroxyethyl]amino]-4-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)-1-oxopentan-2-yl]amino]-3-[[2-[[(2s)-2,6-diaminohexanoyl]amino]acetyl]amino]-4-oxobutanoic acid Chemical compound OC[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CCCN=C(N)N)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@@H](N)CCCCN MZOFCQQQCNRIBI-VMXHOPILSA-N 0.000 description 2
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 2
- NKZRZOVSJNSBFR-UHFFFAOYSA-N Doxorubicinol Natural products C1=2C(O)=C3C(=O)C=4C(OC)=CC=CC=4C(=O)C3=C(O)C=2CC(O)(C(O)CO)CC1OC1CC(N)C(O)C(C)O1 NKZRZOVSJNSBFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 2
- 206010061309 Neoplasm progression Diseases 0.000 description 2
- 239000012828 PI3K inhibitor Substances 0.000 description 2
- 108010064218 Poly (ADP-Ribose) Polymerase-1 Proteins 0.000 description 2
- 102100023712 Poly [ADP-ribose] polymerase 1 Human genes 0.000 description 2
- 108091008874 T cell receptors Proteins 0.000 description 2
- 102000016266 T-Cell Antigen Receptors Human genes 0.000 description 2
- 229940123237 Taxane Drugs 0.000 description 2
- 108090000901 Transferrin Proteins 0.000 description 2
- 102000004338 Transferrin Human genes 0.000 description 2
- 108060008682 Tumor Necrosis Factor Proteins 0.000 description 2
- 102000000852 Tumor Necrosis Factor-alpha Human genes 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 230000005975 antitumor immune response Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 210000003719 b-lymphocyte Anatomy 0.000 description 2
- IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N benzothiazole Chemical class C1=CC=C2SC=NC2=C1 IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004413 cardiac myocyte Anatomy 0.000 description 2
- 230000001451 cardiotoxic effect Effects 0.000 description 2
- 238000001516 cell proliferation assay Methods 0.000 description 2
- 230000030570 cellular localization Effects 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 230000000973 chemotherapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 229960004316 cisplatin Drugs 0.000 description 2
- DQLATGHUWYMOKM-UHFFFAOYSA-L cisplatin Chemical compound N[Pt](N)(Cl)Cl DQLATGHUWYMOKM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000004624 confocal microscopy Methods 0.000 description 2
- DDRJAANPRJIHGJ-UHFFFAOYSA-N creatinine Chemical compound CN1CC(=O)NC1=N DDRJAANPRJIHGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 2
- 210000004443 dendritic cell Anatomy 0.000 description 2
- NKZRZOVSJNSBFR-FEMMEMONSA-N doxorubicinol Chemical compound O([C@H]1C[C@@](O)(CC=2C(O)=C3C(=O)C=4C=CC=C(C=4C(=O)C3=C(O)C=21)OC)[C@@H](O)CO)[C@H]1C[C@H](N)[C@H](O)[C@H](C)O1 NKZRZOVSJNSBFR-FEMMEMONSA-N 0.000 description 2
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 2
- BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside Chemical compound CC(C)S[C@@H]1O[C@H](CO)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N 0.000 description 2
- 229930027917 kanamycin Natural products 0.000 description 2
- SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N kanamycin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N 0.000 description 2
- 229960000318 kanamycin Drugs 0.000 description 2
- 229930182823 kanamycin A Natural products 0.000 description 2
- 230000003907 kidney function Effects 0.000 description 2
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 210000000207 lymphocyte subset Anatomy 0.000 description 2
- 229940124302 mTOR inhibitor Drugs 0.000 description 2
- 239000003628 mammalian target of rapamycin inhibitor Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 210000003470 mitochondria Anatomy 0.000 description 2
- 238000011227 neoadjuvant chemotherapy Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 210000004248 oligodendroglia Anatomy 0.000 description 2
- 229940043441 phosphoinositide 3-kinase inhibitor Drugs 0.000 description 2
- 150000003057 platinum Chemical class 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- DKPFODGZWDEEBT-QFIAKTPHSA-N taxane Chemical class C([C@]1(C)CCC[C@@H](C)[C@H]1C1)C[C@H]2[C@H](C)CC[C@@H]1C2(C)C DKPFODGZWDEEBT-QFIAKTPHSA-N 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 239000012581 transferrin Substances 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 2
- 230000036326 tumor accumulation Effects 0.000 description 2
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000005751 tumor progression Effects 0.000 description 2
- 238000011870 unpaired t-test Methods 0.000 description 2
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100033350 ATP-dependent translocase ABCB1 Human genes 0.000 description 1
- 239000012115 Alexa Fluor 660 Substances 0.000 description 1
- 241000203069 Archaea Species 0.000 description 1
- 238000011725 BALB/c mouse Methods 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 108010075016 Ceruloplasmin Proteins 0.000 description 1
- 102100023321 Ceruloplasmin Human genes 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002271 DEAE-Sepharose Polymers 0.000 description 1
- 230000004543 DNA replication Effects 0.000 description 1
- 102000007260 Deoxyribonuclease I Human genes 0.000 description 1
- 108010008532 Deoxyribonuclease I Proteins 0.000 description 1
- MWWSFMDVAYGXBV-RUELKSSGSA-N Doxorubicin hydrochloride Chemical compound Cl.O([C@H]1C[C@@](O)(CC=2C(O)=C3C(=O)C=4C=CC=C(C=4C(=O)C3=C(O)C=21)OC)C(=O)CO)[C@H]1C[C@H](N)[C@H](O)[C@H](C)O1 MWWSFMDVAYGXBV-RUELKSSGSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000206602 Eukaryota Species 0.000 description 1
- 208000031448 Genomic Instability Diseases 0.000 description 1
- 108010024636 Glutathione Proteins 0.000 description 1
- 208000017891 HER2 positive breast carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 208000013875 Heart injury Diseases 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 101001002987 Homo sapiens Ferritin heavy chain Proteins 0.000 description 1
- 102000008394 Immunoglobulin Fragments Human genes 0.000 description 1
- 108010021625 Immunoglobulin Fragments Proteins 0.000 description 1
- 108060001084 Luciferase Proteins 0.000 description 1
- 239000005089 Luciferase Substances 0.000 description 1
- 108010047230 Member 1 Subfamily B ATP Binding Cassette Transporter Proteins 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 description 1
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 description 1
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 1
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 1
- 241000204031 Mycoplasma Species 0.000 description 1
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 description 1
- 102100024616 Platelet endothelial cell adhesion molecule Human genes 0.000 description 1
- 108020004511 Recombinant DNA Proteins 0.000 description 1
- 208000035415 Reinfection Diseases 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000033289 adaptive immune response Effects 0.000 description 1
- 210000005006 adaptive immune system Anatomy 0.000 description 1
- 210000000577 adipose tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000000735 allogeneic effect Effects 0.000 description 1
- 230000033115 angiogenesis Effects 0.000 description 1
- 230000010056 antibody-dependent cellular cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 238000011319 anticancer therapy Methods 0.000 description 1
- 230000030741 antigen processing and presentation Effects 0.000 description 1
- 230000000890 antigenic effect Effects 0.000 description 1
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 description 1
- 230000001640 apoptogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 230000005773 cancer-related death Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 231100000504 carcinogenesis Toxicity 0.000 description 1
- 230000003683 cardiac damage Effects 0.000 description 1
- 231100000457 cardiotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000027902 cell growth involved in cardiac muscle cell development Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 1
- 230000007541 cellular toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229940044683 chemotherapy drug Drugs 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002648 combination therapy Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229940109239 creatinine Drugs 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 210000000172 cytosol Anatomy 0.000 description 1
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000034994 death Effects 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229960002918 doxorubicin hydrochloride Drugs 0.000 description 1
- 238000001647 drug administration Methods 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008029 eradication Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 1
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000001641 gel filtration chromatography Methods 0.000 description 1
- 208000005017 glioblastoma Diseases 0.000 description 1
- RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N glutathione Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(=O)N[C@@H](CS)C(=O)NCC(O)=O RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N 0.000 description 1
- 150000003278 haem Chemical group 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 208000019622 heart disease Diseases 0.000 description 1
- 210000005003 heart tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 231100000334 hepatotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 229920000140 heteropolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000013632 homeostatic process Effects 0.000 description 1
- 102000054087 human FTH1 Human genes 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 1
- 230000037449 immunogenic cell death Effects 0.000 description 1
- 238000003364 immunohistochemistry Methods 0.000 description 1
- 238000013394 immunophenotyping Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000006882 induction of apoptosis Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000010253 intravenous injection Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000010438 iron metabolism Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000003908 liver function Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 239000012139 lysis buffer Substances 0.000 description 1
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 description 1
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 description 1
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000036210 malignancy Effects 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 210000003071 memory t lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 210000001700 mitochondrial membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000002297 mitogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 238000010172 mouse model Methods 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 238000009099 neoadjuvant therapy Methods 0.000 description 1
- 210000000440 neutrophil Anatomy 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 description 1
- 230000009437 off-target effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004792 oxidative damage Effects 0.000 description 1
- 230000036542 oxidative stress Effects 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000004962 physiological condition Effects 0.000 description 1
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 239000003642 reactive oxygen metabolite Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008263 repair mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 210000005212 secondary lymphoid organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000019491 signal transduction Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M sodium docusate Chemical compound [Na+].CCCCC(CC)COC(=O)CC(S([O-])(=O)=O)C(=O)OCC(CC)CCCC APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 210000001541 thymus gland Anatomy 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000011269 treatment regimen Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 230000005747 tumor angiogenesis Effects 0.000 description 1
- 230000005851 tumor immunogenicity Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 231100000747 viability assay Toxicity 0.000 description 1
- 238000003026 viability measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение касается области терапии рака. Предложено применение наночастицы ферритина, содержащей химиотерапевтическое средство, представляющее собой доксорубицин, при лечении рецидива рака для снижения кардиотоксичности, вызываемой химиотерапией доксорубицином. Изобретение обеспечивает эффективное лечение рака при снижении кардиотоксичности химиотерапии. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр.
Description
Область техники
Настоящее изобретение имеет отношение к области терапии рака и, в частности, к использованию наночастиц в противораковых целях с сохранением T-клеток.
В частности, настоящее изобретение имеет отношение к применению наночастиц для лечения рецидива рака и использованию в качестве противораковой вакцины.
Уровень техники
Эффективное устранение того же самого патогена после повторной инфекции может быть достигнуто в результате способности иммунной системы запоминать свой ответ на те же самые патогены. Иммунная система обладает врожденной памятью, иммунологической памятью, которая существует на основе этой способности.
Наивные T-клетки, вырабатываемые тимусом, являются иммунными клетками, которые активируют вторичный иммунный ответ на патоген. Каждая наивная T-клетка имеет уникальный T-клеточный рецептор, распознающий специфическую часть патогена.
Только те наивные T-клетки, которые распознают патоген посредством своих T-клеточных рецепторов, утрачивают свою «наивность» и дифференцируют в эффекторные клетки, которые могут убивать инфицированные клетки или оказывать помощь другим иммунным клеткам. После устранения патогена большинство эффекторных клеток погибнет, вместе с тем небольшой пул T-клеток развивается в T-клетки памяти, ответственные за более быстрый и сильный иммунный ответ после столкновения с этим же патогеном в дальнейшем. Интересно, что иммунной системой распознаются не только патогены, но также раковые клетки, благодаря тому, что они экспрессируют несколько «не своих» антигенов. Лечение рака, например, химиотерапия, может ослабить иммунную систему, по причине того, что лечение может вызывать резкое сокращение количества лейкоцитов, продуцируемых в костном мозге, и уменьшать количество нейтрофилов в организме, затрудняя борьбу с инфекциями.
Более того, химиотерапия воздействует на T-клетки, уменьшая их количество и активность, ухудшая их способность дифференцироваться в T-клетки, участвующие в борьбе, которые могли бы защитить от опухолевых метастазов.
Рецидивный рак – это опухоль, вернувшаяся после первоначального лечения. Несмотря на то, что первоначальная терапия нацелена на уничтожение всех раковых клеток, незначительное количество клеток может ускользнуть от воздействия и выжить. Эти необнаруженные раковые клетки могут пролиферировать, становясь рецидивным раком, который может появиться через месяцы или годы после первоначального лечения. Рак может возвратиться в том же самом месте, где был первоначальный рак (местный рецидив), или он может распространиться в отдаленные органы и ткани (отдаленный рецидив).
Наличие неизмененной популяции T-клеток может обеспечить активный надзор против рецидивов рака и метастазов. Следовательно, исключительно важно избежать потери T-клеток в ходе первой противоопухолевой терапии, для того, чтобы сохранить эту клеточную популяцию.
Все в большей степени ощущается важность и необходимость в эффективном пути транспортирования химиотерапевтического лекарственного средства в опухолевые клетки, не оказывающем воздействия на функциональность или снижение функциональности T-клеток.
Раскрытие изобретения
Как будет описано далее в подробном описании изобретения, проблемой, лежащей в основе настоящего изобретения, является терапия рака направленного действия, при этом без цитотоксичного воздействия противоопухолевой терапии на популяцию T-клеток пациента.
Для достижения этой цели настоящее изобретение обращено к наночастице ферритина, содержащей химиотерапевтическое средство, предназначенной для применения с целью сохранения T-клеток у ракового пациента.
Кроме того, настоящее изобретение касается наночастицы ферритина, содержащей химиотерапевтическое средство, предназначенной для применения при лечении рецидива рака.
В следующем варианте осуществления изобретение описывает применение наночастицы ферритина, содержащей химиотерапевтическое средство, в качестве противораковой вакцины.
Краткое описание чертежей
Характерные особенности и преимущества настоящего изобретения будут понятны из подробного описания, представленного ниже, из примеров, приведенных с иллюстративными и неограничивающими целями, и из прилагающихся фиг. 1-3, среди которых:
фиг. 1: DOX оказывает влияние на способность к пролиферации МКПК у пациентов при неоадьювантной химиотерапии.
A. Профиль интернализации DOX, полученный с помощью проточной цитометрии, в МКПК, выделенных от типичного пациента до и после парентерального введения DOX.
B. Количественный анализ средней интенсивности флуоресценции (MFI) в МКПК, выделенных от пациентов. Профили представляют значения флуоресценции DOX у каждого пациента до и после химиотерапии. Гистограмма показывает среднее значение флуоресценции DOX между всеми проанализированными образцами. N=3, непарный t-критерий *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001.
C. Типичное изображение анализа пролиферации МКПК, полученных у BC-пациента до и после 1 цикла неоадьювантной химиотерапии DOX, с применением анализа с использованием карбоксифлуоресцеина сукцинимидилового эфира (анализа CFSE).
D. Количественный анализ индекса пролиферации в разные дни культивирования после стимулирования конканавалином A (ConA). Индекс пролиферации – это отношение между пролиферирующими клетками и клетками-предшественниками. Отсутствие пролиферации характеризуется индексом пролиферации, равным 1. N=3, непарный t-критерий *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001.
фиг. 2: Характеристика субпопуляций лимфоцитов, которые интернализируют DOX. Иммунофенотипирование T-лимфоцитов CD8+ eCD4+ с применением проточной цитометрии, чтобы идентифицировать популяции, которые поглощают DOX (высокое, умеренное, низкое). CM: Центральная память, EM: Эффекторная память.
фиг. 3: Интернализация МКПК, заключенных в H-ферритин (HFn) нанокаркасы.
A. Определение количества с помощью проточной цитометрии экспрессии рецептора трансферрина 1 (TfR1) в различных популяциях T-лимфоцитов, изолированных из МКПК здоровых доноров. Пунктирная линия показывает MFI от контроля, использованного, чтобы показать исходный уровень флуоресценции (мышиный IgG1). B. Кинетические параметры взаимодействия свободного DOX или DOX в составе наночастиц в HFn (HFn-DOX) в человеческих МКПК.
C. Внутриклеточная локализация DOX или HFn-DOX с помощью конфокальной микроскопии.
D. Анализ популяции лимфоцитов, которые интернализируют DOX до и после инкубации с DOX или HFn-DOX.
E. Анализ пролиферации с применением карбоксифлуоресцеина сукцинимидилового эфира (CFSE) в МКПК, инкубированных в течение 24 часов с DOX или HFn-DOX (1мкM) и стимулированных ConA в течение 5 дней. PI: Индекс пролиферации.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение касается области терапии рака и, в частности, касается решения проблемы предотвращения нарушения функций иммунной системы после химиотерапевтического лечения. Согласно наблюдениям, у раковых пациентов наблюдается резкое уменьшение количества и функциональности T-клеток после химиотерапии.
Цель настоящего изобретения, таким образом, заключается в наночастице ферритина, содержащей химиотерапевтическое средство, для применения при сохранении T-клеток у пациентов с раком.
Ферритин представляет собой широко распространенный белок, обнаруженный в эубактериях, археях, растениях и животных, включая человека, но не в дрожжах. Он располагается во внеклеточных и внутриклеточных компартментах, таких как цитозоль, ядро и митохондрия, его основными функциями являются хранение железа и гомеостаз. Следовательно, он представляет собой одну из самых высоко-консервативных молекул.
Ферритин представляет собой крупный белок 450 kDa, состоящий из 24 субъединиц, которые самостоятельно собираются в сферическую камеро-подобную структуру с внутренним и внешним размерами 8 и 12 нм, соответственно. Эукариоты имеют два гена ферритина, кодирующие тяжелую (H; 21 kDa) и легкую (L; 19 kDa) цепи. H-цепь отвечает за окисление Fe(II) в Fe(III) и включает каталитический сайт ферроксидазы, тогда как L-цепь играет роль в нуклеации железа. H и L цепи совместно собираются в 24-мерный гетерополимер, где отношение H-цепи к L-цепи варьирует в соответствии с ткане-специфическим распределением.
Ферритин защищает клетки от повреждения, вызванного реакцией Фентона во время окислительного стресса путем секвестирования Fe2+, источника токсичных активных форм кислорода, и превращения его в безопасный Fe3+, который хранится в виде кристаллов ферригидрита.
«Камера» из белка ферритина может вмещать до 4500 атомов железа. Это защитное действие имеет решающее значение в ядре, где ДНК, в частности, предохраняется от индуцированного железом окислительного повреждения.
Внеклеточный ферритин взаимодействует с клетками через рецептор трансферрина 1 (TfR1), который специфически связывает H-ферритин, тогда как L-ферритин показывает низкое взаимодействие. После связывания на клеточной поверхности комплекс H-ферритин-TfR1 интернализируется (поглощается клеткой) и может обнаруживаться в ранних и рециклирующих эндосомах, демонстрируя, что TfR1 координирует процессинг и использует железо путем связывания как трансферрина, так и H-ферритина. H-ферритин также способен взаимодействовать с T-клеточным иммуноглобулином и доменом-2 муцина (TIM-2), который сверхэкспрессируется в олигодендроцитах и B-клетках, и интернализируется в эндосомах после связывания. H-ферритин, который естественным образом взаимодействует с TfR1, наиболее интенсивно изучается и используется для разработки естественным образом нацеленных наночастиц для применения в наномедицине, используя сверхэкспрессию TfR1 во многих типах опухолевых клеток.
Рекомбинантный ферритин обеспечивает главную полость, которая может быть эффективно загружена переходными металлами, лекарственными средствами, флуоресцентными молекулами или контрастными веществами. Поскольку ферритин имеет однотипную «камеру», обеспечивается возможность точного контроля количества инкапсулированных молекул, что имеет большое значение при определении дозировки лекарственного средства. Более того, протеиновая оболочка ферритинов может быть легко модифицирована, или химически или генетически, с целью введения различных функциональных возможностей. Все эти характерные свойства выделяют ферритин и его производные как эффективные системы с возможным применением в наномедицине.
Использованный в описании термин “наночастица” или “ нанокамера HFn” предназначается для того, чтобы охватывать камеро-подобную структуру, оболочку или композицию, содержащую ферритин и химиотерапевтическое средство. Указанное химиотерапевтическое средство предпочтительно заключено в нанокамеру. Наночастица ферритина, содержащая химиотерапевтическое средство, может также упоминаться как нанокамера ферритина с инкапсулированным химиотерапевтическим средством.
Четвертичная структура ферритина имеет восемь гидрофильных каналов, которые, по-видимому, опосредуют транзит в и из белковой «камеры». Существует также шесть гидрофобных каналов, которые вероятно не участвуют в обмене железа, хотя они могут опосредовать транзит протонов. Несмотря на структурную жесткость ферритинов в физиологической окружающей обстановке, протеиновые «камеры» могут обратимым образом разбираться на части, когда значение pH становится крайне кислым (pH 2-3) или щелочным (pH 10-12). Когда значение pH возвращается к нейтральному, мономеры ферритина способны самособираться, задействуя эффект запоминания формы. Более того, ферритиновая камера является устойчивой к денатурирующим агентам, включая нагревание до высоких температур (>80°C).
Внеклеточный ферритин взаимодействует с клетками посредством рецептора трансферрина 1 (TfR1), который специфически связывается с H-ферритином, тогда как L-ферритин демонстрирует низкое взаимодействие. После связывания на клеточной поверхности комплекс H-ферритин-TfR1 интернализируется и может быть обнаружен в ранних и рециркулирующих эндосомах, демонстрируя, что TfR1 координирует процессинг и использование железа посредством связывания как трансферрина, так и H-ферритина. H-ферритин также способен взаимодействовать с T-клеточным иммуноглобулином и доменом-2 муцина (TIM-2), который сверхэкспрессируется в олигодендроцитах и B-клетках и интернализируется в эндосомах после связывания. H-ферритин, который естественным образом распознается TfR1, наиболее интенсивно изучается и используется для разработки естественным образом нацеленных наночастиц для применения в наномедицине, используя сверхэкспрессию TfR1 во многих типах раковых клеток.
В дополнительном аспекте настоящее изобретение касается применения наночастицы ферритина, содержащей химиотерапевтическое средство, в сохранении T-клеток настоящего изобретения, при этом указанный пациент с раком является пациентом, страдающим от рака молочной железы, рака мочевого пузыря, рака легкого, рака желудка, рака яичника; лимфомы Ходжкина, неходжкинской лимфомы, некоторых типов лейкемии, включая острый лимфобластный лейкоз (ALL) и острый миелоидный лейкоз (AML, ANLL). Она применяется вместе с другими лекарственными средствами при лечении некоторых типов рака щитовидной железы и некоторых типов сарком мягких тканей или костей, нейробластомы и опухоли Вильмса.
В предпочтительном аспекте наночастица ферритина, содержащая химиотерапевтическое средство, используется в сохранении T-клеток пациента, страдающего от рака молочной железы.
В дополнительном предпочтительном аспекте химиотерапевтическое средство, входящее в состав наночастицы ферритина, выбирают из группы, состоящей из доксорубицина (DOX), производных платины, таксана, ингибиторов PARP-1, ингибиторов mTOR, ингибиторов PI3K, бензотиазолов, куркуминоидов, десфероксамина B. Мы изучали фенотипические и функциональные эффекты DOX на совместимо-спаренные лимфоциты, полученные у пациентов с раком молочной железы (BC) до и после неоадьювантной химиотерапии. Мы обнаружили, что полученные от пациентов МКПК, изолированные после химиотерапии, быстро интернализировали DOX и продемонстрировали значительное ослабление пролиферации в ответ на митогенное симулирование по сравнению с совместимо-спаренными МКПК, изолированными до лечения (фиг. 1). Интересно отметить, что исследование FC показало, что разные субпопуляции лимфоцитов интернализировали DOX в разных масштабах, при этом наивные T-клетки (CD3+CD8+/CD4+CD45RO-) продемонстрировали самое высокое поглощение DOX (фиг. 2). Поскольку важнейшим фактором для каждого адаптивного иммунного ответа является активация и массовая пролиферация T-клеток из их состояния покоя, мы разработали композицию DOX в нанокамерах ферритина (HFn-DOX), поглощение которого специфически опосредуется рецептором 1 трансферрина 1 (TfR-1), для того, чтобы избежать интернализации лекарственного средства иммунными клетками. Тот факт, что T-клетки и, в частности, наивные T-клетки, экспрессируют низкие уровни TfR-1, дал нам возможность показать способность HFn-DOX защищать лимфоциты от воздействия DOX, при этом сохраняя их способность генерировать иммунный ответ (фиг. 3). Эти открытия были подтверждены in vivo на мышиной модели рака молочной железы, в которой рост опухоли контролировался еженедельными внутривенными инъекциями HFn-DOX и, в то же самое время, предотвращая нецелевое воздействие во вторичных лимфоидных органах. В целом, наши результаты показывают, что предотвращение связанной с химиотерапией токсичного воздействия на T-клетки посредством HFn-DOX может позволить адаптивной иммунной системе хозяина полностью извлечь пользу из DOX-индуцированной смерти иммуногенной клетки для вакцинирования против рака.
Дополнительная цель настоящего изобретения касается применения наночастиц ферритина, содержащих химиотерапевтическое средство, в качестве вакцины.
Без привязки к какой-либо теории, предварительный вывод показывает, что:
a) у пациентов, которых лечили HFn-DOX, эти неоантигены могут подвергаться фагоцитозу и затем экспонироваться антиген-презентирующими клетками (APC). Опухолевый неоантиген, экспонированный на поверхности APC, используется для того, чтобы отобрать подходящий клон T-клеток, способный распознавать такой антиген и способный «запускать» противораковый иммунный ответ, за которым следует этот подход “новой вакцинации”,
b) у пациентов, которых лечили DOX, T-клетки еще не являются функциональными и предрасположены к индуцированию клональной экспансии, необходимой для опосредования противоракового иммунного ответа, несмотря на то, что эти неоантигены продуцируются, фагоцитируются APC и затем экспонируются на их поверхности. В предпочтительном аспекте указанная противораковая вакцина является вакциной против рака молочной железы, и указанное химиотерапевтическое средство является доксорубицином.
Несмотря на естественное нацеливание ферритина на раковые клетки, поверхность нанокамер ферритина может быть модифицирована вставкой некоторого количества нацеленных мотивов, таких как антитела, пептиды и фрагменты антител, для того, чтобы запустить селективное распознавание специфических подтипов клеток. Более того, их высокая стабильность, биосовместимость, способность к разборке и повторной сборке по принципу эффекта запоминания формы и доступность для модификации поверхности делает наночастицы ферритина идеальной платформой для доставки лекарственного средства.
Действительно, при физиологических условиях ферритин имеет стабильную архитектуру 24-мерной «камеры», тогда как в сильно кислых и основных условиях его четвертичная структура разбирается, а затем повторно собирается, когда значение pH раствора доводится до нейтрального, обеспечивая возможность инкапсулирования молекул в растворе внутри полостей ферритина, просто путем разборки и повторной сборки 24-мерной структуры.
Лекарственные средства с естественной тенденцией к связыванию с металлами, такие как цисплатин и десфероксамин B, легко можно заключить в ферритиновую оболочку. Однако, большинство используемых в настоящее время химиотерапевтических средств не основывается на металлах, как цисплатин, и включение не содержащих металл лекарственных средств внутрь ферритина осложняется их ограниченными взаимодействиями с протеиновой «камерой».
Инкапсулирование доксорубицина (DOX) в нанокамеры ферритина представляет собой наиболее интенсивно изучаемую систему для доставки противораковых лекарственных средств. DOX, предварительно включенный в комплекс с Cu(II), загружали внутрь нанокамер ферритина и оценивали на опухолевых моделях U87MG глиобластомы in vitro и in vivo.
Теперь было неожиданно показано, что наночастица ферритина, содержащая химиотерапевтическое средство (нанокамера ферритина с инкапсулированным химиотерапевтическим средством), таким как доксорубицин, дает возможность предохранения клеток иммунной системы, и, в частности, наивных T-клеток у ракового пациента.
Восемьдесят процентов DOX постепенно высвобождалось из RGD-функционализированного апоферритина в течение 10 часов инкубации при 37°C в фосфатно-буферном солевом растворе (PBS), в то время как медь оставалась связанной с внутренней поверхностью нанокамер. Такая нацеленная наноформа демонстрирует повышенное поглощение и накопление лекарственного средства опухолью, ингибирование роста опухоли, время полужизни в кровотоке и обладает пониженной кардиотоксичностью, индуцированной свободным DOX. Другие группы создают стратегии «загрузки» DOX, не затрагивающие комплексообразование с переходными металлами. В этих случаях, также наблюдалась хорошая эффективность включения, и сообщалось об отличных результатах, имея в виду ингибирование роста опухоли и уменьшенную токсичность как in vitro, так и in vivo. Результаты in vivo явно демонстрируют, что нанокамеры ферритина улучшают биодоступность DOX, накопление в опухоли и выведение, и указывают на то, что активное нацеливание, опосредованное ферритином, обеспечивает основной вклад. Механизмы и кинетика высвобождения лекарственного средства из ферритиновой оболочки изучены не полностью, хотя сообщенные данные в случае DOX говорят о том, что инкапсулирование является стабильным в сыворотке и что pH-инициируемое высвобождение происходит in vitro.
В еще одном предпочтительном аспекте при использовании наночастицы ферритина, содержащей химиотерапевтическое средство, для сохранения наивных T-клеток указанный раковый пациент страдает от первичного рака или от рецидивного рака.
В частности, неожиданно было установлено, что инкубация МКПК от здоровых доноров с наночастицами, содержащими химиотерапевтическое средство, дает возможность предохранения МКПК. Действительно, MFI вследствие поглощения DOX ниже в МКПК, обработанных наночастицей, содержащей химиотерапевтическое средство, чем в МКПК, обработанных свободным лекарственным средством (фиг. 3B). Это разное поглощение сочетается с разным накоплением в ядерном компартменте, который является местом воздействия DOX (фиг. 3C). Более того, лечение наночастицами ферритина, содержащими химиотерапевтическое средство, позволяет идентифицировать только одну популяцию с низким поглощением DOX (фиг. 3D), вероятно вследствие умеренной экспрессии TfR1 в этих клетках (фиг. 3A). Следовательно, в образцах, обработанных наночастицами ферритина, содержащими химиотерапевтическое средство, индекс пролиферации остается высоким (фиг. 3E).
Более того, было неожиданно обнаружено, что лечение пациента наночастицами, содержащими химиотерапевтическое средство настоящего изобретения, не оказывает вредных воздействий, таких как гемолиз эритроцитов, и не является токсичным для печени, почек, селезенки, мозга, кишечника и легких.
В действительности, тяжелым недостатком химиотерапии доксорубицином является кардиотоксичность. Неожиданно было установлено, что наночастицы согласно настоящему изобретению позволяют избежать этой проблемы, тогда как лечение DOX вызывает тяжелую и необратимую кардиотоксичность I типа. Кардиобезопасность, наблюдаемая в случае образцов, обработанных наночастицами ферритина, содержащими химиотерапевтическое средство, позволяет предлагать комбинацию с другими очень эффективными, но кардиотоксичными лекарственными средствами, такими как моноклональное антитело трастузумаб.
В дополнительном варианте осуществления настоящее изобретение касается наночастицы ферритина, содержащей химиотерапевтическое средство, предназначенной для применения при лечении рецидива рака.
В предпочтительном аспекте наночастица ферритина, содержащая химиотерапевтическое средство, предназначается для применения при лечении рецидива рака.
В еще одном предпочтительном аспекте наночастица ферритина, содержащая химиотерапевтическое средство, используется при лечении рецидива рака молочной железы, рака мочевого пузыря, рака легкого, рака желудка, рака яичника; лимфомы Ходжкина, неходжкинской лимфомы, некоторых типов лейкемии, включая острый лимфобластный лейкоз (ALL) и острый миелоцитарный лейкоз (AML, ANLL). Наночастица используется с другими лекарственными средствами при лечении некоторых типов рака щитовидной железы и некоторых типов сарком мягких тканей или костей, нейробластомы и опухоли Вильмса.
В еще более предпочтительном аспекте наночастица ферритина для применения при лечении рецидива рака содержит химиотерапевтическое средство, которое представляет собой доксорубицин, производные платины, таксан, ингибиторы PARP-1, ингибиторы mTOR, ингибиторы PI3K, бензотиазолы, куркуминоиды и десфероксамин B.
Также в описании раскрывается способ лечения субъекта, страдающего от рака, включающий стадии:
- введения наночастиц ферритина, содержащих химиотерапевтическое средство, указанному субъекту,
при этом указанное лечение направляется на сохранение T-клеток указанного субъекта.
В предпочтительном аспекте указанный способ относится к сохранению T-клеток указанного субъекта, страдающего от рака молочной железы и подвергающегося лечению химиотерапевтическим средством, включая стадии:
- введения наночастиц ферритина, содержащих химиотерапевтическое средство, указанному субъекту.
В еще одном предпочтительном аспекте, указанный способ относится к сохранению T- клеток указанного субъекта, страдающего от рака молочной железы и подвергающегося лечению доксорубицином, включающему стадии:
- введения наночастицы ферритина, содержащей доксорубицин, указанному субъекту.
Различные варианты осуществления и аспекты настоящего изобретения, описанные выше и заявленные в разделе формула изобретения ниже, находят экспериментальную поддержку в следующих примерах.
Примеры
Далее будут приведены примеры, которые вместе с приведенным выше описанием иллюстрируют некоторые варианты осуществления изобретения.
Пример 1. Получение HFn-DOX: дизайн, синтез, загрузка и характеристика HFn
Наночастица ферритина, также называемая в данном описании “нанокамера HFn”, согласно настоящему изобретению была получена с помощью технологии рекомбинантных ДНК в E. coli после создания соответствующего вектора экспрессии. Обратный комплемент кДНК, кодирующей тяжелую цепь человеческого ферритина, был модифицирован путем вставки сайтов рестрикции для NotI и NdeI (в 5′ и 3′ соответственно) и синтезирован с помощью Eurofins MWG Operon. Полученный фрагмент ДНК был субклонирован в pET30b(+) вектор между NotI и NdeI сайтами рестрикции для экспрессии HFn под контролем T7 промотора. Полученную в результате плазмиду pET30b(+)/HFn использовали для трансформации с использованием теплового шока экспрессирующего штамма E. coli BL21(DE3), и трансформированные клоны были отобраны по резистентности к канамицину.
Процедура получения HFn была разработана для 1 л флакона, а затем масштабирована на 1 л биореактор с сохранением по существу той же самой процедуры производства и очистки белка. Трансформированные клетки выращивали при 37°C в среде LB/канамицин при встряхивании при 220 об/мин до лаг-фазы (OD 600 нм = 0,6). Затем, выработку белка индуцировали с помощью 0,5 мM изопропилтиогалактозида (IPTG) в течение 2 часов 30 минут, и клетки собирали центрифугированием при 4000×g в течение 15 минут и промывали PBS буфером. Мы получили 4-4,5 г/л культуры с помощью стандартной процедуры, в то время как при использовании биореактора мы могли получить 20-22 г осадка на 1 л культуры. Клетки ресуспендировали в лизирующем буфере с добавлением лизоцима и ДНКазы I, обрабатывали ультразвуком, чтобы разрушить клеточную мембрану, и центрифугировали, чтобы собрать первичный экстракт. Первичный экстракт подвергали тепловой обработке в течение 15 мин при 70°C, что вызывало денатурацию почти всех белков за исключением HFn. Затем супернатант был загружен на ионообменную смолу DEAE Sepharose, предварительно уравновешенную 20мM KMES, pH 6,0 и элюировали HFn с помощью пошагового градиента хлорида натрия от 70 мM до 420 мM, в 20мM KMES, pH 6,0. Выход процесса составляет около 56 мг/л культуры.
Процедура очистки в основном одинаковая как при использовании осадка, полученного в 1 л биореакторе. В этом случае осадок делили на три аликвоты около 7 г каждая. Более того, процесс разрушения ультразвуком был заменен прессом Френча, и объем слоя для хроматографии был увеличен до 10 мл.
Этот процесс приводил к трехкратному увеличению выработки HFn после увеличения масштаба с применением системы 1 л биореактора. Чтобы увеличить чистоту HFn мы ввели дополнительную стадию, состоящую из жидкостной гель-фильтрационной хроматографии быстрого разрешения с применением колонки Superose 6 Increase 6 Increase 10/300 GL. Белковый гель-электрофорез проводили в неденатурирующих условиях, и визуализация с помощью трансмиссионной электронной микроскопии показала, что структурная целостность нанокамеры HFn сохраняется после очистки. Профили, полученные по методу динамического рассеяния света (DLS), подтвердили однородную монодисперсную популяцию со средним гидродинамическим размером 11,98. HFn является отрицательно заряженным с ζ-потенциалом –24,8 ± 0,8 мВ. Анализ микоплазмы и бактериальная культура показали, что продукт HFn не содержит загрязнений. Более того, анализ активации TNF-альфа выявил, что стадия очистки на основе жидкостной хроматографии быстрого разрешения необходима для того, чтобы избежать активации TNF-альфа.
Загрузку HFn доксорубицином осуществляли с помощью pH-зависимой процедуры разборки. Раствор 200 мкM доксорубицина гидрохлорида (8 мкмоль) добавили к раствору HFn (20 мг, 0,5 мг мл−1 в 0,15 M NaCl) и довели значение до pH 2,0 с помощью 0,1 M хлористой кислоты (HCl). Затем, значение pH поддерживали в течение примерно 15 минут, и когда диссоциация HFn была завершена, значение pH повышали до 7,5, используя 0,1 M гидроксид натрия (NaOH).
Полученный в результате раствор перемешивали при комнатной температуре в течение 2 часов. Для того, чтобы удалить избыток доксорубицина (DOX) и абсорбировать молекулы, раствор загружали в колонку для обессоливания ZEBA (Thermofisher). Эта процедура является воспроизводимой и дает возможность восстановить около 25% инкубированного HFn. Восстановление DOX составляет около 27%. Смесь HFn-DOX (наночастица ферритина, содержащая доксорубицин) можно было концентрировать до концентрации 400 мкг/мл DOX. Нанолекарственное средство может храниться при 4°C в случае непродолжительного хранения или при -20°C в случае длительного хранения. Гель-электрофорез нативного белка и изображения, полученные с помощью просвечивающего электронного ПЭМ, подтвердили, что структурная целостность нанокамеры HFn-DOX сохраняется после загрузки. Профили, полученные с помощью DLS, подтвердили однородную монодисперсную популяцию со средним гидродинамическим размером 12,44± 1,1 нм. HFn является отрицательно заряженным с ζ-потенциалом -25± 0,9 мВ.
Этот продукт является стабильным при 4°C до 1 месяца, как показано с помощью DLS. При хранении при -20°C стабильность сохраняется дольше. Мы обнаруживали стабильность вплоть до 8 месяцев.
Пример 2. Противоопухолевая активность HFn-DOX in vitro и in vivo
Что касается активности in vitro, взаимодействие HFn с раковыми клетками было оценено при помощи проточной цитометрии после инкубации FITC-меченого HFn с применением панели линий мышиных и человеческих раковых клеток, главным образом, рака молочной железы, в течение 2 часов при 4°C. Клетки HUVEC были выбраны в качестве здоровых клеток с высокой TfR1-экспрессией. Конкурентный анализ, проведенный с применением немеченых HFn в качестве конкурента, показал, что взаимодействие между HFn и клеточными линиями является специфическим. Конфокальная микроскопия подтвердила, что HFns быстро интернализируются и солокализуются с рецептором трансферрина 1.
Нанолекарственное средство HFn-DOX является более эффективным в уменьшении жизнеспособности раковой клетки по сравнению со свободным DOX, как сообщалось в анализе жизнеспособности, проводимом с помощью 4T1 и HeLa клеток.
Затем, мы оценили in vivo активность HFn-DOX нанолекарственного средства. Для доказательства идеи мы использовали ортотопическую модель аллогенного трансплантата рака молочной железы, полученную с помощью инъекции 4T1 клеток в жировое тело молочной железы самок мышей BALB/c 6-8 недельного возраста. Эта модель характеризуется высоким уровнем пролиферации, миграции и инвазивности, DOX-индуцибельной экспрессией MDR-1 (или P-гликопротеина) и устойчивой экспрессией люциферазы. Во-первых, мы оценили нацеливание на опухоль и биораспределение пустой HFn. HFn, меченые Alexa fluor 660, вводили в хвостовую вену мышей, несущих опухоль. В разные временные точки флуоресцентный сигнал от HFn регистрировали in vivo и ex vivo в опухолевых образцах, обнаруживая, что HFn достигает опухоли через 1 час после инъекции. Затем наблюдалось быстрое исчезновение флуоресцентного сигнала. Конфокальные изображения криосрезов опухоли показали, что HFn глубоко проникает в опухолевую ткань, как продемонстрировано внутриклеточной локализацией зеленого сигнала.
Исследование биораспределения показало массивное накопление в печени, хотя этот сигнал полностью пропадает через 48 часов после инъекции. По-видимому, HFn не достигают легких, мозга и сердца, в то время как имеется небольшая локализация в почках и селезенке в пределах первых двух часов после инъекции.
Присутствие флуоресцентного сигнала в почках, в сочетании с сигналом в мочевом пузыре и моче, дает веские основания предполагать выведение HFns с мочой. Что касается HFn-DOX, то мы оценивали биодоступность лекарственного средства, измеряя с помощью масс-спектрометрии количество доксорубицина и доксорубицинола в плазме в разные временные точки после введения лекарственного средства в сравнении со свободным DOX и CAELYX, который представляет собой липосомальную форму DOX.
Липосомальный DOX улучшает биодоступность DOX, в то время как нанокомпозиция на основе HFn является сходной со свободным DOX. Однако, липосомальный DOX показывает также большое увеличение количества доксорубицинола, который является самым токсичным производным DOX. Накопление в опухоли HFn-DOX является сходным с накоплением, наблюдаемым для свободного DOX, что подтверждает отсутствие улучшения доставки лекарственного средства в опухоль.
Нанокомпозиция на основе нанокамер HFn улучшает биораспределение DOX в сравнении со свободным DOX, уменьшая количество DOX и DOXol, накопленного в нецелевых органах, и выводится с мочой. В нашей схеме лечения HFn-DOX, свободный DOX, липосомальный DOX или плацебо вводили мышам-опухоленосителям в дни 5, 9, 13 и 17 после имплантирования клеток в дозировке 1,24 мг/кг (примерно в 20 раз меньше терапевтической дозировки DOX на мышиных моделях).
Обе нанокомпозиции значительно уменьшали прогрессирование опухоли, воздействуя на количество апоптотических клеток в опухолевой ткани, и также на ангиогенез опухоли, как показано с помощью основанного на CD31 иммуногистохимического исследования опухолевых срезов, иссеченных на 21 день. HFn-DOX не стимулирует сверхэкспрессию MDR-1 и, следовательно, химиорезистентость. Для оценки токсичности мы проводили анализ гемолиза, измеряя коэффициент поглощения гемовой группы. Мы подтвердили, что нанокомпозиция на основе нанокамер HFn не способна индуцировать гемолиз в эритроцитах. Гистопатологическая оценка, проведенная на печени, почках, селезенке, мозге, кишечнике и легких, иссеченных на 21 день у мышей, леченых HFn-DOX, DOX, липосомальным DOX и плацебо, подтвердила общую безопасность HFn-DOX в этих органах.
Оценка функционального состояния печени, проведенная по анализу AST и ALT, показала, что HFn-DOX является безопасным в тестируемых условиях. Для проверки функционального состояния почек использовали отношение креатинин/мочевина, которое свидетельствовало о том, что состояние почек не затрагивается лечением HFn-DOX. Наконец, мы сосредоточили наши исследования на кардиотоксичности, которая является основным и наиболее тяжелым недостатком химиотерапии доксорубицином. Наши исследования показали, что HFn-DOX не вызывает увеличения площади поперечного сечения кардиомиоцитов, что является первым сигналом повреждения сердца, наблюдаемого при использовании DOX и липосомального DOX. Анализируя подробно морфологию ткани сердца, мы наблюдали увеличение числа митохондрий в образцах, леченых DOX и липосомальным DOX, в сравнении с плацебо. Этого не отмечалось в образцах, леченых HFn-DOX. Более того, увеличение числа митохондрий сочеталось с изменением поверхности митохондрий и морфологии крист, которые не регистрировались в образцах, пролеченных HFn-DOX. Лечение DOX и липосомальным DOX индуцировало изменения в потенциале митохондриальной мембраны и в количестве восстановленного глутатиона, что является сигналами ненормального функционального состояния митохондрий. Наоборот, HFn-DOX демонстрировал функциональное поведение, сходное с плацебо.
Следует принять во внимание, что HFn-DOX может обеспечить возможность лечения пациентов, усиливая противораковую активность DOX и в то же время сводя к минимуму кардиотоксичность. Наша идея заключается в том, что вид лекарственного наносредства может быть инновационным в клиническом подходе к лечению HER2-положительного рака молочной железы, поскольку для лечения этого подтипа рака существует два высокоэффективных лекарственных средства, трастузумаб и доксорубицин, которые не могут быть введены в комбинации из-за их тяжелой кардиотоксичности, как показано испытаниями NOAH. Действительно, блокировка HER2 сигнального пути трастузумабом предотвращает активацию сигнальных путей, которые опосредуют рост кардиомиоцитов и механизмы сердечной репарации, приводя в результате к чувствительности к сердечному стрессу. Антрациклины оказывают прямое цитотоксическое действие на кардиомиоциты, приводя к тяжелым кардиотоксическим эффектам. Следовательно, ингибирование HER2 димеризации совместно с терапией антрациклином может усугубить антрациклин-индуцированное повреждение сердца. Наномедицина отвечает на эту клиническую проблему, причем ответом наномедицины на эту клиническую проблему является HFn-DOX.
Мышей с опухолью HER2+ BC лечили 5 раз, два раза в неделю, используя плацебо, HFn-DOX (1 мг/кг, внутривенно), TZ (5 мг/кг, внутрибрюшинно) и их комбинацию. Главной конечной точкой были кардиотоксичность и противораковая эффективность. Хотя однократное лечение HFn-DOX или TZ продемонстрировало хорошую способность к уменьшению прогрессирования опухоли, их комбинация улучшает противоопухолевый потенциал, воздействуя на размер опухоли и ангиогенез. Поскольку основной активностью TZ является индуцирование антителозависимой клеточноопосредованной цитотоксичности, мы оценили эффект HFn-DOX на инфильтрирующие опухоль лимфоциты (TIL), показав, что и численность TILs и активность TIL не поддается влиянию HFn-DOX. С другой стороны, HFn-DOX повышает индукцию апоптоза, указывая на то, что уменьшение размера опухоли, наблюдаемое у мышей, которых лечили комбинацией TZ и HFn-DOX, объясняется сопряжением этих активностей. Морфология митохондрий была исследована на предмет кардиотоксичности. Патологическое увеличение поверхности митохондрий наряду с истощением крист наблюдалась только у мышей, которых лечили одним TZ, подтвердив общую безопасность композиции HFn-DOX. Интересно отметить, что мыши, леченые TZ и HFn-DOX, не демонстрировали признаков сердечной болезни. Определение количества TZ в опухоли и сердце выявило, что комбинация с HFn-DOX ассоциируется с повышенным накоплением TZ и проникновением TZ в опухоль вместе с уменьшением TZ в сердце, что приводит к отсутствию кардиотоксичности. Наши результаты показывают, что комбинированная терапия с HFn-DOX и TZ обеспечивает повышенную противораковую активность и пониженную кардиотоксичность, с возможными трансляционными воздействиями в отношении лечения HER2+ BC.
Пример 3. Новшество: композиция DOX способна сохранять иммуннокомпетентность T-клеток
Рак молочной железы (BC) является наиболее часто диагностируемым злокачественным новообразованием и второй лидирующей причиной смерти среди женщин, связанной с раком. Антрациклины, такие как доксорубицин (DOX), считаются фундаментальной основой химиотерапии для лечения BC благодаря их превосходной цитотоксической активности. Действительно, DOX проявляет прямую цитотоксичность в клетках BC, напрямую вмешиваясь в репликацию ДНК, и, таким образом, он является очень эффективным против высоко-пролиферативных видов рака. Кроме непосредственной убивающей активности, DOX действует, увеличивая опухолевую иммуногенность: DOX индуцирует иммунологическую смерть раковой клетки (ICCD), что облегчает антиген-презентацию дендритными клетками (DC). Действительно, раковые клетки распознаются как «не свои» иммунной системой, так как они экспрессируют определенные опухоль-ассоциированные антигены и/или неоантигены. Первые распознаются как «не свои», так как они экспрессируются ненормальным образом в опухолях, тогда как неоантигены являются белками, которые несут опухоль-специфические мутации, как результат высокой геномной нестабильности рака, которая приводит к прогрессирующему накоплению мутированных генов. После смерти раковой клетки, происходящей во время лечения химиотерапией на основе DOX, некоторые раковые неоантигены становятся непосредственно доступными и активируют DC. DC в свою очередь стимулируют созревание немногочисленных наивных рак-специфических T-клеток и клональную экспансию, для того, чтобы индуцировать адаптивный противоопухолевый иммунный ответ. Противоопухолевый иммунитет может иметь решающее значение для получения полной ремиссии, чтобы генерировать эффективную иммунологическую память (IM), которая может «вести наблюдение» за рецидивом и/или метастазами. Этот способ развития противоопухолевого иммунитета, на котором основывается представление о “in situ вакцине”, усиленно развивается как исследователями, так и клиницистами, потому что: 1) неоантигены, высвобождаемые во время иммуногенной смерти раковых клеток, имеют сходство со всем антигенным набором BC, таким образом, предотвращая возможный «уход» опухоли от иммунного ответа; 2) этот тип “вакцинации от рака” является персонализированным и не нуждается в идентификации единых раковых антигенов; 3) он является относительно простым вариантом использования противораковой иммунной стратегии; 4) наиболее агрессивные BC, такие как TNBC и HER2-положительный, являются высоко-иммуногенными раками, следовательно, эта стратегия может быть особенно эффективной в виде неоадьювантной терапии.
Однако, некоторые серьезные проблемы в настоящее время ограничивают применение этой иммунной стратегии для BC, леченых DOX. Во-первых, существует парадокс в связи с возможными последствиями для иммунитета DOX-лечения: DOX допускает и стимулирует гибель иммуногенных раковых клеток (ICCD), которая является необходимой для инициирования этого противоопухолевого иммунного ответа, однако в то же самое время она ограничивается самим DOX. Действительно, клональная экспансия T-клеток является одним из самых больших пролиферативных событий, наблюдаемых в биологических системах, таким образом, ожидается, что она будет сильно уменьшена или даже подавлена лечением DOX. Поэтому эффект антрациклинов на делящиеся T-клетки настоятельно требует изучения с целью улучшения DOX-опосредованного противоопухолевого иммунитета.
Эта стратегия является многообещающей, когда речь идет о полной ликвидации опухоли, и может обеспечить длительный иммунологический надзор за рецидивами и метастазированием.
На основании приведенных выше описания и примеров очевидны преимущества, достигнутые при использовании способов, описанных и полученных согласно настоящему изобретению.
Ссылки
Bellini M, Mazzucchelli S, Galbiati E, Sommaruga S, Fiandra L, Truffi M, Rizzuto MA, Colombo M, Tortora P, Corsi F, Prosperi D. J Control Release. 2014 Dec 28;196:184-96. doi: 10.1016/j.jconrel.2014.10.002. Epub 2014 Oct 13.
Mazzucchelli S, Bellini M, Fiandra L, Truffi M, Rizzuto MA, Sorrentino L, Longhi E, Nebuloni M, Prosperi D, Corsi F. Oncotarget. 2017 Jan 31;8(5):8383-8396. doi: 10.18632/oncotarget.14204
Ma, Y., et al., Anticancer chemotherapy-induced intratumoral recruitment and differentiation of antigen-presenting cells. Immunity, 2013. 38(4): p. 729-41.
Reuschenbach, M., M. von Knebel Doeberitz, and N. Wentzensen, A systematic review of humoral immune responses against tumor antigens. Cancer Immunol Immunother, 2009. 58(10): p. 1535-44.
Mattarollo, S.R., et al., Pivotal role of innate and adaptive immunity in anthracycline chemotherapy of established tumors. Cancer Res, 2011. 71(14): p. 4809-20.
Bracci, L., et al., Immune-based mechanisms of cytotoxic chemotherapy: implications for the design of novel and rationale-based combined treatments against cancer. Cell Death Differ, 2014. 21(1): p. 15-25.
Tsung, K. and J.A. Norton, In situ vaccine, immunological memory and cancer cure. Hum Vaccin Immunother, 2016. 12(1): p. 117-9.
Verma, R., et al., Lymphocyte depletion and repopulation after chemotherapy for primary breast cancer. Breast Cancer Res, 2016. 18(1): p. 10.
Claims (3)
1. Применение наночастицы ферритина, содержащей химиотерапевтическое средство, представляющее собой доксорубицин, при лечении рецидива рака для снижения кардиотоксичности, вызываемой химиотерапией доксорубицином.
2. Применение по п. 1, согласно которому указанный рак является раком молочной железы, раком мочевого пузыря, раком легкого, раком желудка, раком яичника; лимфомой Ходжкина, неходжкинской лимфомой, некоторыми типами лейкемии, включая острый лимфобластный лейкоз (ALL) и острый миелоцитарный лейкоз (AML, ANLL).
3. Применение по любому из пп. 1 или 2, в котором указанное химиотерапевтическое средство применяют в лечении рака щитовидной железы, сарком мягких тканей или костей, нейробластомы и опухоли Вильмса.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT102018000009959 | 2018-10-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021115084A RU2021115084A (ru) | 2022-12-01 |
RU2810594C2 true RU2810594C2 (ru) | 2023-12-27 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ2012956A3 (cs) * | 2012-12-21 | 2014-10-22 | Mendelova Univerzita V Brně | Způsob přípravy nanočástic apoferritinu s uzavřeným protinádorovým léčivem |
US9125899B1 (en) * | 2010-06-17 | 2015-09-08 | Stc.Unm | Modulators of GTPases and their use |
WO2015135597A1 (en) * | 2014-03-12 | 2015-09-17 | Cic Nanogune - Asociación Centro De Investigación Cooperativa En Nanociencias | Uses and methods for delivery to the nucleus |
WO2017144548A1 (en) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | Onxeo | Combination therapies comprising immuno-oncology agents and doxorubicin-loaded poly(cyanoacrylate) nanoparticles |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9125899B1 (en) * | 2010-06-17 | 2015-09-08 | Stc.Unm | Modulators of GTPases and their use |
CZ2012956A3 (cs) * | 2012-12-21 | 2014-10-22 | Mendelova Univerzita V Brně | Způsob přípravy nanočástic apoferritinu s uzavřeným protinádorovým léčivem |
WO2015135597A1 (en) * | 2014-03-12 | 2015-09-17 | Cic Nanogune - Asociación Centro De Investigación Cooperativa En Nanociencias | Uses and methods for delivery to the nucleus |
WO2017144548A1 (en) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | Onxeo | Combination therapies comprising immuno-oncology agents and doxorubicin-loaded poly(cyanoacrylate) nanoparticles |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
BELLINI M et al. Protein nanocages for self-triggered nuclear delivery of DNA-targeted chemotherapeutics in Cancer Cells. J Control Release, 2014, 196:184-96. LIANG M et al. H-ferritin-nanocaged doxorubicin nanoparticles specifically target and kill tumors with a single-dose injection. Proc Natl Acad Sci U S A, 2014, 111(41):14900-5. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hu et al. | Phagocyte-membrane-coated and laser-responsive nanoparticles control primary and metastatic cancer by inducing anti-tumor immunity | |
Sun et al. | Nanomedicine and macroscale materials in immuno-oncology | |
US10905774B2 (en) | Nanocage and use thereof | |
Hong et al. | Addressing barriers to effective cancer immunotherapy with nanotechnology: achievements, challenges, and roadmap to the next generation of nanoimmunotherapeutics | |
EA039755B1 (ru) | Клеточная система для направленной доставки активного ингредиента | |
JP7390294B2 (ja) | 糖鎖模倣ペプチドを用いて癌を処置する組成物および方法 | |
Luo et al. | Nanoparticle-mediated CD47-SIRPα Blockade and calreticulin exposure for improved cancer chemo-immunotherapy | |
JP2023501204A (ja) | B細胞悪性腫瘍の予防及び治療のための抗原性ペプチド | |
US20230080443A1 (en) | Immunogenic compounds for cancer therapy | |
US11034773B2 (en) | Methods and materials for treating cancer | |
Wang et al. | Erythrocyte-enabled immunomodulation for vaccine delivery | |
Liu et al. | Split bullets loaded nanoparticles for amplified immunotherapy | |
Hwang et al. | Recombinant programmed cell death protein 1 functions as an immune check point blockade and enhances anti-cancer immunity | |
Shi et al. | Development of novel self‐assembled vaccines based on tumour‐specific antigenic peptide and TLR2 agonist for effective breast cancer immunotherapy via activating CD8+ T cells and enhancing their function | |
EP3873535B1 (en) | Ferritin nanoparticles comprising a chemotherapeutic agent | |
RU2810594C2 (ru) | Наночастицы ферритина, содержащие химиотерапевтическое средство | |
JP7062754B2 (ja) | haNKセツキシマブ併用及び方法 | |
Zhang et al. | Peptide‐Decorated Artificial Erythrocyte Microvesicles Endowed with Lymph Node Targeting Function for Drug Delivery | |
Tang et al. | Overcoming the On‐Target Toxicity in Antibody‐Mediated Therapies via an Indirect Active Targeting Strategy | |
Qiu et al. | Self-reinforced photodynamic immunostimulator to downregulate and block PD-L1 for metastatic breast cancer treatment | |
Poiroux et al. | Targeting glycosylation aberrations to improve the efficiency of cancer phototherapy | |
CA3043687A1 (en) | Pharmaceutical composition for use in the treatment of cancer | |
WO2023077924A1 (zh) | 一种抗胰腺癌的疫苗、及其医药用途 | |
Liu et al. | Enzyme/pH Dual-Responsive Engineered Nanoparticles for Improved Tumor Immuno-Chemotherapy | |
KR20220150221A (ko) | 폐암의 예방 또는 치료용 약학 조성물 |